【摘要】機(jī)械應(yīng)用的扇形噴頭性能決定著機(jī)械噴霧質(zhì)量，而實(shí)際中應(yīng)用的扇形噴頭噴霧質(zhì)量卻未達(dá)到較好的效果，應(yīng)挖掘出影響噴霧質(zhì)量的因素，并針對(duì)影響因素采取有效的改善措施，進(jìn)而保證并提升噴霧質(zhì)量。

　　【關(guān)鍵詞】扁平扇形噴嘴 噴霧質(zhì)量 影響因素 實(shí)驗(yàn)研究

　　一、扁平扇形噴嘴內(nèi)部結(jié)構(gòu)及噴射情況

　　(一)扁平扇形噴嘴內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　通過(guò)對(duì)扁平扇形噴嘴內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入性研究后，可得到扁平扇形噴嘴內(nèi)表面的形狀表現(xiàn)出半橢球面或者半球面，而半球面是扁平扇形噴嘴內(nèi)表面的特殊形狀。在噴嘴頭處含有V型的槽，此槽含有的兩個(gè)斜面與噴嘴軸線表現(xiàn)出對(duì)稱的效果，并且兩個(gè)斜面與扁平扇形噴嘴內(nèi)部的半橢球面具有相貫通的過(guò)程，通過(guò)相貫通而產(chǎn)生了具有狹長(zhǎng)特點(diǎn)的噴口。掌握扁平扇形噴嘴的內(nèi)部結(jié)構(gòu)后可以完全確定出如下四個(gè)參數(shù)：第一，掌握噴嘴內(nèi)部存在的入射斷面具體直徑尺寸。第二，掌握噴嘴內(nèi)部橢圓半長(zhǎng)軸具有的長(zhǎng)度尺寸。第三，掌握橢圓中心處位置直至V型槽底部具體的長(zhǎng)度尺寸。第四，掌握V型槽角度的一半。

　　(二)扁平扇形噴嘴噴射情況

　　通過(guò)掌握扁平扇形噴嘴內(nèi)部結(jié)構(gòu)以后可以了解到噴嘴具體的噴射情況，噴嘴在實(shí)際作業(yè)時(shí)會(huì)將噴出的液體沿著V型槽的方向流動(dòng)，而流動(dòng)的過(guò)程受到V型槽結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)呈現(xiàn)出狹窄的帶狀過(guò)程。噴射出的液體在沿著V型槽流動(dòng)時(shí)形成一個(gè)扇形，而這個(gè)扇形表現(xiàn)出的角度被稱作為噴射角。因此，扁平扇形噴嘴噴射而出的液體具有扁平扇形的噴霧狀，根據(jù)噴射的噴霧形狀而將噴嘴命名為扁平扇形噴嘴。

　　二、試驗(yàn)依據(jù)與試驗(yàn)內(nèi)容

　　首先，創(chuàng)建試驗(yàn)方案。試驗(yàn)需要?jiǎng)?chuàng)建合理化方案，通過(guò)扁平扇形噴嘴內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以確定出結(jié)構(gòu)的參數(shù)及影響噴嘴性能的規(guī)律;其次，對(duì)噴嘴性能實(shí)施試驗(yàn)過(guò)程。分析與比較噴嘴的噴量效果、霧角數(shù)據(jù)、噴霧量的具體分布性能。最后，實(shí)施強(qiáng)化磨損與耐腐蝕的試驗(yàn)措施。采用此試驗(yàn)過(guò)程是對(duì)噴嘴使用壽命與藥液適應(yīng)性能進(jìn)行確定，從而為合理化選擇噴嘴材料奠定基礎(chǔ)。

　　三、試驗(yàn)條件和儀器設(shè)備

　　(一)試驗(yàn)條件

　　在實(shí)施噴嘴性能試驗(yàn)時(shí)需要使用清水材料，此清水材料必須不能含有固體性的懸浮物質(zhì)。在開(kāi)展強(qiáng)化磨損試驗(yàn)時(shí)要應(yīng)用清水添加磨料的方式，添加的磨料具體為陶土粉，陶土粉與清水進(jìn)行混合，具體配比比例應(yīng)按照50∶1進(jìn)行配置，還要在此中加入0.1%的洗衣粉成為兩者的懸浮劑。在試驗(yàn)過(guò)程中需要保持試液的溫度與實(shí)驗(yàn)室的溫度在12-23度之間，還要對(duì)濕度進(jìn)行控制達(dá)到50%以下的要求，應(yīng)用的試驗(yàn)臺(tái)具有保證工作壓力的變化量不能高出試驗(yàn)壓力值的2.5%左右。

　　(二)儀器設(shè)備

　　試驗(yàn)需要配備相應(yīng)的儀器設(shè)備，為扁平扇形噴嘴試驗(yàn)配備的儀器設(shè)備包括秒表設(shè)備、壓力表設(shè)備、刻度尺設(shè)備、角度尺設(shè)備、量筒設(shè)備、噴頭噴量試驗(yàn)臺(tái)設(shè)備、激光霧滴測(cè)試儀設(shè)備、帶光照相機(jī)設(shè)備、可實(shí)現(xiàn)攝影功能的顯微鏡設(shè)備、光透式投影儀設(shè)備。在計(jì)量扁平扇形噴嘴具有的切深、切角、內(nèi)孔直徑時(shí)運(yùn)用三坐標(biāo)儀與萬(wàn)能顯微鏡獲取相應(yīng)的數(shù)值。

　　四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析

　　(一)基本參數(shù)、結(jié)構(gòu)方案確定試驗(yàn)

　　扇形噴嘴系列結(jié)構(gòu)方案確定試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)對(duì)扁平扇形噴嘴內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究后并進(jìn)行試驗(yàn)后，可以了解到噴嘴噴霧量的分布除了與噴嘴結(jié)構(gòu)含有的實(shí)際參數(shù)相關(guān)外，還與噴嘴加工質(zhì)量具有密切的關(guān)聯(lián)性，比如在制作噴嘴內(nèi)孔與V槽切口時(shí)，兩者之間的銜接處存在誤差;孔口邊緣處的光滑度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求;切口表面未滿足平整度要求，在結(jié)構(gòu)參數(shù)與加工質(zhì)量的影響下會(huì)造成噴霧量分布不均勻的問(wèn)題發(fā)生。

　　變參數(shù)試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)對(duì)扁平扇形噴嘴進(jìn)行試驗(yàn)后可以確定出結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)噴嘴性能的影響規(guī)律，具體如下：如果切角與出流口含有的球面直徑未發(fā)生變化而切深發(fā)生變化，會(huì)對(duì)噴霧流量與霧錐角產(chǎn)生一定的影響;切角α發(fā)生變化會(huì)對(duì)霧形與流量產(chǎn)生影響;噴嘴內(nèi)孔直徑發(fā)生變化會(huì)對(duì)霧角與流量變化產(chǎn)生較大的影響。

　　從試驗(yàn)結(jié)果可以看出具體的影響規(guī)律：如果內(nèi)孔直徑增加，而其他參數(shù)未發(fā)生變化時(shí)會(huì)表現(xiàn)出噴霧角與噴射流量隨之增大，而當(dāng)直徑增大到一定數(shù)值后，噴霧角的增大效果表現(xiàn)出不顯著的現(xiàn)象;如果增大噴嘴相對(duì)切深而其他參數(shù)不變時(shí)，噴射流量會(huì)發(fā)生增大的趨勢(shì)，而噴霧角只有在最初時(shí)會(huì)發(fā)生增大的變化，但是當(dāng)切深到達(dá)一定數(shù)值后會(huì)表現(xiàn)出降低的現(xiàn)象;如果增大切解而不改變其他參數(shù)，噴射流量會(huì)逐漸增加，而霧角卻與流量產(chǎn)生相反的效果。因此，根據(jù)上述規(guī)律可以得到以下結(jié)論：在設(shè)計(jì)扇形噴霧嘴時(shí)應(yīng)先對(duì)噴霧角的大小進(jìn)行合理化確定，還將切深與切角大小充分考慮在內(nèi);噴霧量大小的決定性因素是內(nèi)孔直徑與切角的實(shí)際大小;霧量分布的影響因素是內(nèi)孔與V型切口之間銜接處含有的幾何形狀決定的，還會(huì)受到制作精度的影響。

　　(二)性能試驗(yàn)、強(qiáng)化磨損試驗(yàn)和耐腐蝕試驗(yàn)

　　第一、二輪試制噴嘴性能測(cè)定。經(jīng)過(guò)第一與第二次的噴嘴性能測(cè)定試驗(yàn)后，可以看出第二次試驗(yàn)后的噴嘴性能要顯著高于第一次試驗(yàn)，但是卻存在噴霧角與霧量分面未達(dá)到最佳效果的缺陷。

　　強(qiáng)化磨損對(duì)比試驗(yàn)。扇形霧噴嘴采用5個(gè)同型號(hào)塑料的制作方式與扇形霧噴嘴運(yùn)用5個(gè)黃銅材料的制作方式進(jìn)行強(qiáng)化磨損比較試驗(yàn)后，50h與100h的噴嘴量變化量都體現(xiàn)出塑料噴嘴的使用壽命要顯著高于黃銅材料的噴嘴，可達(dá)15倍以上。

　　強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)。在進(jìn)行強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)時(shí)對(duì)于工程塑料與黃銅的噴嘴各選出5個(gè)并浸泡于農(nóng)藥中，此農(nóng)藥為敵敵畏原液，記錄50h與100h兩個(gè)階段的變化量并取平均值。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后并對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果，工程塑料材料的噴嘴具有較高的耐腐蝕性能。

　　第三輪性能試驗(yàn)。為了進(jìn)一步確定出最優(yōu)質(zhì)的噴嘴設(shè)計(jì)實(shí)施了第三輪性能試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)模具進(jìn)行與注塑工藝的調(diào)整后，對(duì)生產(chǎn)出的第三批噴嘴進(jìn)行第三次試驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知第三噴嘴的性能已經(jīng)達(dá)到一定的水平，只是仍然還存在個(gè)別小噴量噴嘴具有霧量分布不均勻的現(xiàn)象，應(yīng)繼續(xù)采取措施進(jìn)行提升。

　　第四輪試驗(yàn)。為了繼續(xù)提升噴嘴性能采取了第四次試驗(yàn)，從第四次試驗(yàn)結(jié)果可以看出再次調(diào)整的噴嘴產(chǎn)品性能較好。在國(guó)際中，噴嘴以LU品牌的噴嘴性能較好，而第四次試驗(yàn)后的噴嘴可以達(dá)到LU系列的噴射性能相符合。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]吳春篤，王光亮，楊學(xué)軍.低流量扇形霧噴頭的設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào).2002(04)：274.

　　[2]常勝武，王光亮，沈林生.水平噴桿霧量分布的計(jì)算機(jī)模擬[J].農(nóng)機(jī)化研究.2016(01)：8.

　　推薦閱讀：機(jī)械電子專業(yè)期刊哪些好投稿